Bei jeder Art von elektrischem Gerät kommt es im Dauerbetrieb zu Verlusten.Leistungstransformatorensind keine Ausnahme. Der Verlust von Leistungstransformatoren wird hauptsächlich in zwei Teile unterteilt: Kupferverlust und Eisenverlust.
Kupferverlust
Kupfer spielt im Transformator eine wichtige Rolle. Die Wicklung des Transformators besteht normalerweise aus Kupferdrähten, und der „Kupferverlust“ im Transformator ist der Verlust der Kupferdrähte. Der „Kupferverlust“ des Transformators wird auch als Lastverlust bezeichnet, d. h. als variabler Verlust, der sich ändert. Wenn der Transformator unter Last läuft, hat der Strom durch den Draht einen Widerstand, was zu einem Widerstandsverlust führt. Nach dem Jouleschen Gesetz erzeugt der durch diesen Widerstand fließende Strom Joule-Wärme, und je größer der Strom, desto größer der Leistungsverlust. Somit ist der Widerstandsverlust proportional zum Quadrat des Stroms und unabhängig von der Spannung. Gerade weil er sich mit der Größe des Stroms ändert, ist der Kupferverlust (Lastverlust) ein variabler Verlust und auch der Hauptverlust beim Betrieb des Transformators.
Einflussfaktor
Momentane Größe:Wie oben erwähnt, ist der Kupferverlust proportional zum Quadrat des Stroms. Die Stärke des Stroms ist also ein entscheidender Faktor, der den Kupferverlust beeinflusst.
Wicklungswiderstand:Der Widerstand der Wicklung beeinflusst direkt den Kupferverlust. Je größer der Widerstand, desto höher der Kupferverlust.
Die Anzahl der Spulenlagen: Je höher die Anzahl der Spulenlagen, desto länger ist der Weg des Stromflusses in der Wicklung, desto größer wird der Widerstand, was zu höheren Kupferverlusten führt.
Schaltfrequenz:Die Auswirkung der Schaltfrequenz auf den Kupferverlust des Transformators hängt direkt mit den Verteilungsparametern des Transformators und den Lasteigenschaften zusammen. Wenn die Lasteigenschaften und Verteilungsparameter induktiv sind, nimmt der Kupferverlust mit zunehmender Schaltfrequenz ab. Der Kupferverlust steigt mit zunehmender Schaltfrequenz, wenn beide kapazitiv sind.
Temperatureffekt: Der Lastverlust wird auch durch die Temperatur des Transformators beeinflusst, während der durch den Laststrom verursachte Streufluss Wirbelstromverluste in der Wicklung und Streuverluste im Metallteil außerhalb der Wicklung erzeugt.
Formelmodus
1. Kupferverlust (Einheit: kW)=I² × Rc × Δt, I ist der Nennstrom des Transformators, Rc ist der Widerstand des Kupferdrahtes und Δt ist die Betriebszeit des Transformators.
2. Kupferverlust=I² × R, I ist der Nennstrom des Transformators, R ist der Gesamtkupferwiderstand des Transformators.
R=(R1 + R2) / 2, R1 ist der Kupferwiderstand der Primärseite des Transformators und R2 ist der Kupferwiderstand der Sekundärseite des Transformators.
Methoden zur Reduzierung von Kupferschäden
1. Erhöhen Sie den Wicklungsquerschnitt des Transformators: Reduzieren Sie den Leiterwiderstand und verringern Sie dadurch wirksam den Kupferverlust des Transformators.
2.Verwenden Sie hochwertige Leitermaterialien wie Kupferfolie oder Aluminiumfolie, um den Wicklungswiderstand zu verringern.
3.Reduzierung der Schwachlastbetriebszeit des Transformators: Die Begrenzung des Anteils der Schwachlastbetriebszeit des Transformators trägt zur Reduzierung des Kupferverlusts des Transformators bei.
